馬 圓，張稼樂(lè)，李林蔚，黃駿莉

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)氣候中心，呼和浩特 010051；2.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心，呼和浩特 010051；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，呼和浩特 010051；4.阿拉善盟氣象局，內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750306)

引 言

河南省位于中國(guó)的華中地區(qū)，是全國(guó)重要的綜合交通樞紐和人流物流信息流中心。河南省地勢(shì)西高東低，由于其獨(dú)特的地勢(shì)地形和地理位置，河南省易發(fā)生強(qiáng)降水過(guò)程，且歷史上河南省曾有幾次暴雨災(zāi)害都是由臺(tái)風(fēng)造成的。例如1975年8月5-7日，受7503號(hào)臺(tái)風(fēng)的影響，河南省南部地區(qū)在3天之內(nèi)降雨量達(dá)1605 mm，這次特大暴雨是由深入內(nèi)陸、在河南移動(dòng)受阻停滯、持續(xù)不消的7503號(hào)臺(tái)風(fēng)在山區(qū)迎風(fēng)面產(chǎn)生的[1]。由于水庫(kù)垮壩，引發(fā)洪水，淹沒(méi)了30余個(gè)縣市、118萬(wàn)公頃農(nóng)田，1015萬(wàn)人受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失巨大?！?5·8”是中國(guó)歷史上重大的災(zāi)害性事件，引起了中國(guó)政府和全世界學(xué)者的關(guān)注與重視。

特大暴雨是影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生命財(cái)產(chǎn)安全的主要災(zāi)害性天氣之一，長(zhǎng)久以來(lái)廣受關(guān)注[2-8]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者利用不同數(shù)據(jù)和研究方法，對(duì)河南暴雨的成因及維持機(jī)制進(jìn)行研究。梁鈺等[9]研究了淮河流域連續(xù)性暴雨時(shí)間分布特征、影響系統(tǒng)，并進(jìn)行天氣分型，發(fā)現(xiàn)淮河流域(河南段)連續(xù)性暴雨天氣的影響系統(tǒng)主要有切變線和高、低空急流。連續(xù)性暴雨按照500 hPa影響系統(tǒng)，分為低槽型、副高邊緣型、西北低渦型三類。席世平等[10]在對(duì)比分析2012年9月上旬河南兩次區(qū)域性大暴雨天氣過(guò)程時(shí)指出，高低空影響系統(tǒng)的走向和配置決定了雨帶的分布，兩次大暴雨過(guò)程的最大降水中心均與“列車效應(yīng)”有關(guān)。宋清芝等[11]利用再分析數(shù)據(jù)，對(duì)2005年7月20-22日河南西部特大暴雨進(jìn)行了診斷分析，指出臺(tái)風(fēng)低壓倒槽外圍的東南氣流和副高西南側(cè)的強(qiáng)東南氣流為特大暴雨過(guò)程提供了充足的水汽；輻合線和地形的作用提供了有利的動(dòng)力條件；低層輻合與高空輻散的配置是特大暴雨發(fā)展和維持的依據(jù)。孟祥翼等[12]根據(jù)Q矢量理論,對(duì) 2010 年 9 月河南省暴雨過(guò)程進(jìn)行診斷分析，發(fā)現(xiàn)850 hPa 濕Q矢量散度可以表征垂直運(yùn)動(dòng)，濕Q矢量負(fù)散度絕對(duì)值大值區(qū)、Q矢量鋒生函數(shù)正值區(qū)均與暴雨落區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。栗晗等[13]利用地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)、探空數(shù)據(jù)和再分析數(shù)據(jù)，分析了2016年7月18-20日河南全省大范圍強(qiáng)降水過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)太行山地形和低渦氣旋背景為“7·19”特大暴雨過(guò)程提供了有利的水汽和動(dòng)力條件，中尺度地形輻合線生成發(fā)展和維持，和多個(gè)地面中尺度氣旋移動(dòng)造成的“列車效應(yīng)”是導(dǎo)致局地特大暴雨的主要原因。雷蕾等[14]研究了“7·19”河南特大暴雨過(guò)程中低渦發(fā)展的演變機(jī)制，結(jié)果表明，強(qiáng)降水與低渦發(fā)展的正反饋過(guò)程是這次暴雨過(guò)程得以長(zhǎng)時(shí)間維持的重要機(jī)制之一，這一過(guò)程形成的持續(xù)性潛熱釋放也是對(duì)流層中上層低渦系統(tǒng)熱力結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的重要原因。呂林宜等[15]利用華東區(qū)域模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品，對(duì)2016年7月19日河南省極端暴雨進(jìn)行了天氣學(xué)診斷與分析，發(fā)現(xiàn)華東區(qū)域模式能提前60 h預(yù)報(bào)該暴雨過(guò)程，預(yù)報(bào)的降水中心、強(qiáng)度、強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)段、臨近時(shí)效和極端暴雨中心極值效果良好。模式能較好地描述地面輻合線及氣旋位置，預(yù)報(bào)出主要的影響系統(tǒng)，對(duì)暴雨預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)有重要指示意義。但系統(tǒng)仍存在一定偏差。趙思雄等[16]分析了“7·19”河南特大暴雨過(guò)程發(fā)生的有利條件，結(jié)果表明，高、低空系統(tǒng)的耦合及副熱帶高壓和西風(fēng)槽的相互作用，是造成此次過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積降水量較大的主要原因。王軍等[17]利用多種觀測(cè)數(shù)據(jù)和再分析數(shù)據(jù)，分析了2018年18號(hào)臺(tái)風(fēng)“溫比亞”引發(fā)河南特大暴雨過(guò)程的中尺度系統(tǒng)特征，結(jié)果表明，400 hPa附近的高位渦中心下傳至近地面，激發(fā)中尺度系統(tǒng)發(fā)展，是引發(fā)極端降水的重要機(jī)制。

2021年7月17-22日，河南中北部出現(xiàn)區(qū)域性特大暴雨，導(dǎo)致嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。全省因?yàn)?zāi)死亡失蹤398人。本文以“21·7”河南特大暴雨過(guò)程為研究對(duì)象，從天氣分析與診斷的角度探討本次過(guò)程發(fā)生與維持機(jī)制，以期為河南省暴雨預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的降水?dāng)?shù)據(jù)為河南省121個(gè)地面觀測(cè)站的逐小時(shí)降水觀測(cè)數(shù)據(jù)。

環(huán)流場(chǎng)分析和天氣診斷所用數(shù)據(jù)為中國(guó)氣象局的中國(guó)第一代全球大氣/陸面再分析產(chǎn)品(CRA)，物理量包括位勢(shì)高度、溫度、相對(duì)濕度、垂直速度、經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)。水平分辨率為1.0°×1.0°，時(shí)間分辨率為逐日，垂直方向從1000 hPa到1 hPa共有47層。

濕位渦計(jì)算的數(shù)據(jù)為美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心及大氣研究中心(NCEP/NCAR)的逐日再分析數(shù)據(jù)，變量包括溫度、相對(duì)濕度、經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)，空間分辨率為2.5°×2.5°，垂直方向包含1000-10 hPa共17層等壓面數(shù)據(jù)。

雷達(dá)基礎(chǔ)反射率圖片來(lái)自中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/site/index.html)，其時(shí)間分辨率為6 min。

2 雨情概況

2021年7月17-22日，河南省出現(xiàn)了歷史罕見(jiàn)的極端特大暴雨過(guò)程。強(qiáng)降水主要集中在以鄭州為中心的河南省北中部，過(guò)程降水量超過(guò)500 mm的站點(diǎn)有15個(gè)，分別為登封、滎陽(yáng)、鞏義、焦作、修武、獲嘉、湯陰、安陽(yáng)、嵩山、鶴壁、新密、淇縣、衛(wèi)輝、輝縣和鄭州(圖1)。其中，鄭州過(guò)程最大降水量為新密白寨站的993.1 mm；最大逐日降水量為7月20日鄭州國(guó)家站的624.1 mm；最大小時(shí)降水量為鄭州國(guó)家站的201.9 mm，出現(xiàn)在7月20日16-17時(shí)。這次極端暴雨過(guò)程有多個(gè)站點(diǎn)突破了建站以來(lái)同期降水量，具有影響范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累積雨量大的特點(diǎn)(圖2)，歷史罕見(jiàn)。

圖1 2021年7月17-22日河南省累積降水量

圖2 2021年7月17-22日河南省逐日降水量

3 環(huán)流形式

根據(jù)500 hPa環(huán)流形式的演變特征，在此次過(guò)程期間，河南省對(duì)流層中層整體受低壓系統(tǒng)控制和切變影響(圖3)。7月17日，東南沿海地區(qū)有一個(gè)低壓系統(tǒng)，河南省東南部受低壓的影響，局地出現(xiàn)中到大雨，最大24 h累積降水量出現(xiàn)在固始站，降水量為107.6 mm。7月18日，低壓中心向西移動(dòng)，整個(gè)低壓系統(tǒng)有3個(gè)輻合中心，一個(gè)位于海上，一個(gè)位于安徽省和江西省的交界處，最后一個(gè)位于河南省西部。7月19日，河南省西部的低壓中心維持發(fā)展，河南省西部和中部受該系統(tǒng)的控制，開始出現(xiàn)大范圍的強(qiáng)降水。7月20日，河南省西部的低壓中心向北移動(dòng)至河北以西，并發(fā)展出一條南-北走向的槽線，河南省位于槽前，有強(qiáng)盛的上升氣流，為暴雨的發(fā)展提供了有利的動(dòng)力條件；此外，河南省北部出現(xiàn)一條西北-東南走向的暖式切變線，切變線上水平輻合明顯，有利于上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，強(qiáng)降水區(qū)主要集中在切變線北部。7月21日，低壓中心略向北移，暖式切變線消失，但河南省以西依然存在一條槽線，為降水提供動(dòng)力條件。7月22日，低壓中心繼續(xù)北移，槽線消失，河南省暴雨過(guò)程基本結(jié)束。在此次過(guò)程中，海洋上副高和大陸高壓脊強(qiáng)盛，東南沿海地區(qū)以偏南風(fēng)為主，而副熱帶地區(qū)以偏東風(fēng)為主，“煙花”受“兩高”制約，無(wú)法向北、向西移動(dòng)，導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)穩(wěn)定少動(dòng)，環(huán)流形式難以調(diào)整，這是此次過(guò)程能持續(xù)6天之久的主要原因之一。

圖4為2021年7月17-22日700 hPa的環(huán)流形勢(shì)。7月17-18日，河南省南部主要受低壓系統(tǒng)影響。7月19日，河南省西南部有明顯的暖式切變線。7月20日，河南省西南部氣旋式環(huán)流的曲率增加并延伸至河南中部，切變?cè)鰪?qiáng)。7月21日，暖式切變線北抬。7月22日，暖式切變線減弱至消失，本次過(guò)程基本結(jié)束。850 hPa環(huán)流形勢(shì)(圖略)與700 hPa的基本一致。

另外，在雙臺(tái)風(fēng)“藤原效應(yīng)”的作用下，南海臺(tái)風(fēng)“查帕卡”與“煙花”圍繞同一個(gè)中心旋轉(zhuǎn)，這也是雙臺(tái)風(fēng)穩(wěn)定少動(dòng)的原因之一。

4 診斷分析

4.1 水汽條件

水汽通量是指在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一單位面積的水汽質(zhì)量，是表示水汽輸送強(qiáng)度的物理量。水汽的運(yùn)輸方向主要受風(fēng)向的影響[18]。水汽通量散度表征水汽通量的源與匯。當(dāng)水汽通量散度大于0時(shí)，表明水汽通量輻散，是水汽的源；當(dāng)水汽通量散度小于0時(shí)，表明水汽通量輻合，是水汽的匯。圖5給出了“21·7”河南特大暴雨過(guò)程850 hPa水汽通量及其散度的空間分布。7月17日(圖5a)，河南東部上空為水汽輻散中心，西部為弱水汽輻合中心，在此類水汽條件控制下，不利于暴雨的形成和發(fā)展。7月18日(圖5b)，河南省上空整體被弱水汽輻合中心控制，僅在中部存在弱水汽輻散中心。7月19日(圖5c)，河南省中部和北部的水汽輻合中心發(fā)展，強(qiáng)度在-50×10-6g/(s·cm2·hPa)左右。受“煙花”和副熱帶高壓之間建立的強(qiáng)風(fēng)速帶影響，水汽主要來(lái)自西北太平洋，從遙遠(yuǎn)的太平洋運(yùn)輸?shù)絻?nèi)陸深處，為“21·7”河南特大暴雨提供了有利的水汽條件?！盁熁ā狈€(wěn)定少動(dòng)伴隨強(qiáng)度增加，此時(shí)河南以東位于副高南側(cè)和“煙花”北側(cè)之間的東南氣流正逐步加強(qiáng)。7月20日(圖5d)，河南省中北部的水汽輻合中心延伸，河南省上空整體受水汽輻合控制，中部和北部的水汽輻合中心強(qiáng)度維持在-50×10-6g/(s·cm2·hPa)左右，此時(shí)“煙花”向西移動(dòng)1～2個(gè)經(jīng)距，導(dǎo)致華東至華中地區(qū)風(fēng)速增加，為河南帶來(lái)充沛的水汽。7月21日(圖5e)，水汽通量輻合區(qū)主要集中在河南省北部，導(dǎo)致該日降水區(qū)主要集中在豫北(圖2e)。7月22日(圖5f)，河南上空轉(zhuǎn)為水汽輻散，削弱了水汽條件，“21·7”特大暴雨過(guò)程基本結(jié)束。

圖5 2021年7月17-22日850 hPa水汽通量(箭頭)及其散度(填色區(qū))的空間分布

4.2 動(dòng)力條件

垂直運(yùn)動(dòng)不僅直接與云、雨等天氣現(xiàn)象相聯(lián)系，而且其分布和變化對(duì)天氣系統(tǒng)的發(fā)展也有重要影響[18]。水汽在降水地區(qū)輻合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云，形成有利于降水發(fā)生的垂直運(yùn)動(dòng)條件[19]。

圖6給出了“21·7”河南特大暴雨過(guò)程中散度與垂直速度的逐日演變特征。7月17-18日(圖6a、b)，河南省南部上空低層輻合、高層輻散，產(chǎn)生垂直上升運(yùn)動(dòng)，引起南部降水。中部上空以輻散為主，且低層強(qiáng)而高層弱，產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)。7月19日(圖6c)，河南省上空的散度明顯增強(qiáng)，850 hPa以下為輻合中心，強(qiáng)度在-14×10-6s-1左右，150-200 hPa的輻散中心強(qiáng)度大于10×10-6s-1。低層輻合、高層輻散的配置產(chǎn)生大氣“抽吸”作用，引起強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。河南省中北部上空1000-300 hPa的范圍內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)度大于-50×10-2Pa·s-1的上升運(yùn)動(dòng)中心，為暴雨增強(qiáng)提供了有利的動(dòng)力條件。7月20日(圖6d)，河南省上空的散度中心進(jìn)一步增強(qiáng)，輻合中心值大于-16×10-6s-1，位于925 hPa附近，輻散中心值在14×10-6s-1左右，位于150-200 hPa，導(dǎo)致河南省上空的上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，成為本次過(guò)程中的最強(qiáng)階段，對(duì)應(yīng)“21·7”河南特大暴雨過(guò)程最強(qiáng)降水時(shí)刻(圖2d)。7月21日(圖6e)，河南省低層的輻合中心減弱，導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，但河南北部上空依然維持較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)。7月22日(圖6f)，河南省上空的散度中心顯著減弱，上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步減弱北移，暴雨過(guò)程趨于結(jié)束。

圖6 2021年7月17-22日散度(等值線)、垂直速度(填色區(qū))沿113°E的垂直分布

此外，河南省西部地形主要以山地和丘陵為主，地形抬升作用產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)，也對(duì)本次強(qiáng)降水過(guò)程起到促進(jìn)作用。

4.3 不穩(wěn)定層結(jié)條件

4.3.1 假相當(dāng)位溫

假相當(dāng)位溫是指飽和(或未飽和)濕空氣塊在絕熱上升(先是干絕熱上升到達(dá)凝結(jié)高度以后再濕絕熱上升)過(guò)程中，在氣塊本身維持飽和的狀態(tài)下，凝結(jié)出來(lái)的液態(tài)水立即脫離上升氣塊，直到該空氣塊所具有的水汽全部凝結(jié)完畢并脫落以后，該空氣塊所具有的位溫[20]。由于假相當(dāng)位溫在干、濕絕熱過(guò)程中均是保守的，所以可以用它作氣團(tuán)和鋒面的分析[21]。圖7為“21·7”河南特大暴雨過(guò)程中假相當(dāng)位溫沿113°E的垂直分布。7月17-22日(圖7a、b、c、d、e、f)，河南省上空的假相當(dāng)位溫在500 hPa以下表現(xiàn)為隨高度增加而降低的分布特征，這表明此次過(guò)程中河南省對(duì)流層低層為上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)，為過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展提供了有利的對(duì)流不穩(wěn)定條件。

圖7 2021年7月17-22日假相當(dāng)位溫沿113°E的垂直分布

4.3.2 濕位渦

濕位渦(Moist Potential Vorticity, MPV)是綜合表征動(dòng)力和熱力作用的物理量。在不考慮垂直速度水平變化的情況下，MPV在P坐標(biāo)系中的表達(dá)式如下：

MPV=MPV1+MPV2

(1)

(2)

(3)

通過(guò)分析不同高度上MPV的分布特征，發(fā)現(xiàn)925 hPa高度MPV對(duì)降水有較好的指示作用。圖8所示為“21·7”河南特大暴雨過(guò)程期間925 hPa高度上MPV1水平分布的逐日演變，在過(guò)程期間，河南省上空大氣處于對(duì)流不穩(wěn)定狀態(tài)。7月17日(圖8a)，河南省西部出現(xiàn)MPV1負(fù)值的絕對(duì)值大值中心，但由于缺少水汽和動(dòng)力條件的配合，豫西未出現(xiàn)強(qiáng)烈的降水。7月18日(圖8b)，MPV1的分布調(diào)整不大，但由于河南北部垂直上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，安陽(yáng)和鶴壁的降水量較前一日增強(qiáng)。7月19-20日(圖8c、8d)，河南全省處于對(duì)流不穩(wěn)定區(qū)，北中部水汽輻合強(qiáng)烈，垂直上升運(yùn)動(dòng)大大增強(qiáng)，導(dǎo)致河南中部和北部出現(xiàn)強(qiáng)烈降水。7月21日(圖8e)，盡管河南東南部的對(duì)流不穩(wěn)定發(fā)展，但水汽輻合區(qū)和較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)仍位于北中部，因此北中部出現(xiàn)了較強(qiáng)的降水。7月22日(圖8f)，雖然河南省對(duì)流不穩(wěn)定條件在發(fā)展，但水汽條件和上升運(yùn)動(dòng)均不利于強(qiáng)降水的維持，本次暴雨過(guò)程基本結(jié)束。需要說(shuō)明的是，MPV1僅表征層結(jié)的穩(wěn)定性，而對(duì)流不穩(wěn)定條件不是決定降水的唯一條件，因此MPV1的大小不能絕對(duì)表征降水的強(qiáng)弱，還需要配合水汽條件和動(dòng)力條件等進(jìn)一步分析。

圖9給出了7月17-22日925 hPa高度上MPV2水平分布的逐日演變。從圖上可以看出,日降水量≥50 mm的站點(diǎn)均落在MPV2的正值區(qū)，但與MPV2最大中心的對(duì)應(yīng)并不是很好。表明MPV2正值區(qū)對(duì)強(qiáng)降水的落區(qū)有較好的指示作用，但與MPV2數(shù)值對(duì)應(yīng)的指示意義還需要綜合考慮其他的因素，結(jié)合其他診斷量共同分析。

圖9 2021年7月17-22日925 hPa MPV2(等值線)和日降水量≥50 mm的站點(diǎn)(圓點(diǎn))分布

5 列車效應(yīng)

長(zhǎng)時(shí)間的降水過(guò)程不一定是由一塊穩(wěn)定不動(dòng)的降雨回波造成的，而是由對(duì)流系統(tǒng)反復(fù)生成和發(fā)展的多個(gè)對(duì)流回波先后經(jīng)過(guò)同一個(gè)區(qū)域造成的。這種現(xiàn)象被稱之為“列車效應(yīng)”。“列車效應(yīng)”是形成降水時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大的重要因素[24-25]?！傲熊囆?yīng)”整體回波呈帶狀分布特征，其回波的平均反射率一般為35～45 dBZ，且?guī)罨夭ǖ囊苿?dòng)速度小于15 km·min-1[26]。為了解釋“列車效應(yīng)”對(duì)“21·7”河南特大暴雨過(guò)程的影響，本文選取2021年7月20日16:12-19:12華北地區(qū)逐小時(shí)水平基礎(chǔ)反射率為例進(jìn)行解釋(圖10)。7月20日16:12，鄭州市及平頂山市北部有兩塊對(duì)流回波，其基礎(chǔ)反射率大于45 dBZ(圖10a)。16：18-17：06，河南省中部的對(duì)流云團(tuán)發(fā)展并緩慢地向北移動(dòng)(圖略)。17：12，河南省中部和北部的小型對(duì)流云團(tuán)明顯增多，鄭州市局部的基礎(chǔ)反射率超過(guò)了55 dBZ(圖10b)，對(duì)應(yīng)降水最強(qiáng)烈的階段。17：18-18：06，帶狀回波繼續(xù)向北移動(dòng)，鄭州市上空成片的云團(tuán)強(qiáng)度減弱并逐漸分裂成眾多小型云團(tuán)(圖10c)。18：12，盡管河南省中部的回波有所減弱，但河南省南部的新云團(tuán)逐漸發(fā)展起來(lái)(圖略)。19：12(圖10d)，河南省許昌市及鄭州市南部又出現(xiàn)新的帶狀回波，基礎(chǔ)反射率大于45 dBZ，19：18-20：12該帶狀回波北移，同時(shí)又有新的云團(tuán)在南陽(yáng)市北部、平頂山市南部發(fā)展(圖略)。正是這樣重復(fù)不斷的“列車效應(yīng)”，使河南省多地出現(xiàn)特大暴雨過(guò)程。

圖10 2021年7月20日16：12(a)、17:12(b)、18：12(c)、19：12(d)華北地區(qū)基礎(chǔ)反射率的水平分布

6 結(jié)論與討論

本文利用降水觀測(cè)數(shù)據(jù)、CRA再分析數(shù)據(jù)、NCEP再分析數(shù)據(jù)等,通過(guò)天氣分析與診斷的方法,研究了“21·7”河南特大暴雨過(guò)程的維持機(jī)制，得到以下結(jié)論：

(1)2021年7月17-22日，河南省出現(xiàn)了歷史罕見(jiàn)的極端特大暴雨過(guò)程，強(qiáng)降水主要集中在以鄭州為中心的河南省北中部，降水最強(qiáng)時(shí)段為7月19-20日。本次過(guò)程有暴雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大的特點(diǎn)。

(2)在此次過(guò)程期間，河南省對(duì)流層中、低層受低壓系統(tǒng)和切變線的影響。海洋上副高和大陸高壓強(qiáng)盛，“煙花”受“兩高”制約，無(wú)法向北、向西移動(dòng)；南海臺(tái)風(fēng)“查帕卡”與“煙花”穩(wěn)定少動(dòng)，環(huán)流形式難以調(diào)整，是此次過(guò)程能持續(xù)6天之久的主要原因之一。

(3)在副高南側(cè)和“煙花”北側(cè)有一條強(qiáng)東南風(fēng)速帶，將西北太平洋上的水汽不斷輸送至內(nèi)陸，為“21·7”河南特大暴雨過(guò)程提供了充沛的水汽；河南省上空低層輻合、高層輻散，在大氣的“抽吸”作用下產(chǎn)生了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，為此次過(guò)程提供了有利的動(dòng)力條件，河南省西部山地丘陵地形對(duì)偏東風(fēng)的抬升作用，對(duì)強(qiáng)降水起到促進(jìn)作用；假相當(dāng)位溫的垂直分布表明，河南省對(duì)流層低層為上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)，為暴雨的發(fā)生、發(fā)展提供了有利的對(duì)流不穩(wěn)定條件。

(4)925 hPa濕位渦的分析表明，河南省一直處于MPV1≤0的區(qū)域，即大氣處于對(duì)流不穩(wěn)定狀態(tài)，這與假相當(dāng)位溫的分析一致；日降水量≥50mm的站點(diǎn)均落在MPV2的正值區(qū)，即MPV2正值區(qū)對(duì)強(qiáng)降水的落區(qū)有較好的指示作用，但與MPV2數(shù)值對(duì)應(yīng)的指示意義還需要綜合考慮其他的因素。

(5)“列車效應(yīng)”對(duì)此次強(qiáng)降水過(guò)程的發(fā)生和維持具有重要的影響。重復(fù)不斷的“列車效應(yīng)”，是“21·7”河南多地出現(xiàn)特大暴雨的原因之一。

本文利用天氣分析與診斷的方法，從水汽條件、動(dòng)力條件和不穩(wěn)定層結(jié)條件的角度分析了“21·7”河南特大暴雨過(guò)程維持的機(jī)制。然而還缺少地形對(duì)降水增幅的研究，河南地形特殊，西部以山地丘陵為主，東部遍布平原，地形的抬升作用對(duì)此次降水過(guò)程加強(qiáng)有貢獻(xiàn)。另外，本文還缺少對(duì)此次過(guò)程極端性的研究。在7月20日16-17時(shí)，鄭州市的小時(shí)降水量為201.9 mm，極端性歷史罕見(jiàn)。是什么因素導(dǎo)致降水突然增強(qiáng)？針對(duì)本次過(guò)程的極端性研究將在未來(lái)進(jìn)一步完善。